JP2022121998A - シートベルトリトラクタ及びシートベルト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】緊急時にシートベルトに作用する荷重をフレキシブルに調整可能なシートベルトリトラクタの提供。
【解決手段】シートベルトを巻き取るスプールと、前記スプールと共に回転可能な回転体と、前記回転体に相対回転不能に連結する第１のエネルギー吸収機構と、作動時に前記第１のエネルギー吸収機構をロックするロック機構と、前記回転体を回転させるモータと、前記スプール及び前記回転体に相対回転不能に連結する第２のエネルギー吸収機構と、作動時に前記回転体をロックするストッパーと、を備え、前記第１のエネルギー吸収機構は、前記ロック機構によりロックされた状態で、前記スプール及び前記回転体が前記シートベルトの引き出し方向に回転すると、変形し、前記第２のエネルギー吸収機構は、前記スプールが前記引き出し方向に回転することで、自身に作用する荷重が設定値に達すると、変形する、シートベルトリトラクタ。
【選択図】図２

Description

本開示は、シートベルトリトラクタ及びシートベルト装置に関する。

自動車等の車両に装備されたシートベルト装置は、緊急時（例えば、シートベルト装着状態で衝突時等の車両に大きな車両減速度が作用した時など）に、シートベルトで乗員を拘束することにより乗員のシートからの飛び出しを阻止する。

このようなシートベルト装置には、シートベルトを引き出し可能に巻き取るシートベルトリトラクタが備えられている。このシートベルトリトラクタでは、シートベルトは、非装着時にはスプールに巻き取られているが、装着時には引き出されて乗員に装着される。そして、前述のような緊急時にシートベルトリトラクタのロック手段が作動してスプールのベルト引き出し方向の回転を阻止することにより、シートベルトの引き出しが阻止されるので、乗員は緊急時にシートベルトにより拘束される。

車両衝突等の緊急時に乗員がシートベルトにより拘束されるとき、大きな車両減速度が生じるため、乗員が大きな慣性により前方へ移動しようとする。このため、シートベルトには大きな荷重が加えられるとともに、乗員はこのシートベルトから大きな力を受けるようになる。乗員に対してこの力は特に問題ではないが、できれば制限される方が望ましい。

そこで、シートベルト装着状態での緊急時に、シートベルトに作用する荷重を制限して乗員のエネルギーを吸収緩和するエネルギー吸収機構（以下、ＥＡ機構ともいう）を備えるシートベルトリトラクタの開発が進んでいる。そのようなシートベルトリトラクタの一つとして、トーションバーのねじれにより発生する力を利用する機械的ＥＡ機構と、モータによる力を利用する電気式ＥＡ機構とを備えるリトラクタが存在する（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１－２７０４２３号公報 特開２０２０－１７２１９２号公報

近年、緊急時にシートベルトの引き出しを制限する荷重（ＥＡ荷重）を、よりフレキシブルに調整することが求められている。

本開示は、ＥＡ荷重をフレキシブルに調整可能なシートベルトリトラクタ及びシートベルト装置を提供する。

本開示は、
シートベルトを巻き取るスプールと、
前記スプールと共に回転可能な回転体と、
前記回転体に相対回転不能に連結する第１のエネルギー吸収機構と、
作動時に前記第１のエネルギー吸収機構をロックするロック機構と、
前記回転体を回転させるモータと、
前記スプール及び前記回転体に相対回転不能に連結する第２のエネルギー吸収機構と、
作動時に前記回転体をロックするストッパーと、を備え、
前記第１のエネルギー吸収機構は、前記ロック機構によりロックされた状態で、前記スプール及び前記回転体が前記シートベルトの引き出し方向に回転すると、変形し、
前記第２のエネルギー吸収機構は、前記スプールが前記引き出し方向に回転することで、自身に作用する荷重が設定値に達すると、変形する、シートベルトリトラクタを提供する。また、本開示は、当該シートベルトリトラクタを備えるシートベルト装置を提供する。

本開示の技術によれば、緊急時にシートベルトに作用する荷重をフレキシブルに調整可能なシートベルトリトラクタ及びシートベルト装置を提供できる。

一実施形態におけるシートベルト装置の構成を例示する図である。 一実施形態におけるシートベルトリトラクタの構成を例示するブロック図である。 スプールのストロークに対するＥＡ荷重の変化を例示する図である。 第１の実施形態におけるシートベルトリトラクタの正面図である。 第１の実施形態におけるシートベルトリトラクタの右側面図である。 第１の実施形態におけるシートベルトリトラクタの左側面図である。 第１の実施形態におけるシートベルトリトラクタの切断面を矢視Ａ－Ａ（図６参照）で示す図である。 第１の実施形態におけるシートベルトリトラクタの分解斜視図である。 シートベルトリトラクタの内部構造の一部の正面図である。 ストッパーの作動前の状態を矢視Ｂ－Ｂ（図９参照）で示す断面図である。 ストッパーの作動後の状態を矢視Ｂ－Ｂ（図９参照）で示す断面図である。

以下、本開示に係る実施形態を、図面を参照して説明する。

図１は、本開示に係る一実施形態におけるシートベルト装置の構成を例示する図である。図１に示すシートベルト装置１０１は、車両に搭載されたシートベルト装置の一例である。シートベルト装置１０１は、例えば、シートベルト１０４と、リトラクタ１０３と、ショルダーアンカー１０６と、タング１０７と、バックル１０８とを備える。

シートベルト１０４は、車両のシート１０２に座る乗員１１１を拘束するシートベルトの一例であり、リトラクタ１０３に引き出し可能に巻き取られる帯状部材である。シートベルトは、ウェビングとも称される。シートベルト１０４の先端のベルトアンカー１０５は、シート１０２又はシート１０２の近傍の車体に固定される。

リトラクタ１０３は、シートベルト１０４の巻き取り又は引き出しを可能にするシートベルト巻き取り装置の一例である。リトラクタ１０３は、車両衝突時等の所定値以上の加減速度または車両角度が検知されると、シートベルト１０４がリトラクタ１０３から引き出されることを制限する。リトラクタ１０３は、シート１０２又はシート１０２の近傍の車体に固定される。リトラクタ１０３は、シートベルトリトラクタの一例である。

リトラクタ１０３は、モータ１０３ａの動力によりシートベルト１０４をスプールに巻き取る機能を備える。リトラクタ１０３は、例えば、車両衝突前に、ミリ波レーダー等のセンサからの信号に基づいてモータ１０３ａを作動してシートベルト１０４をスプールに巻き取り、シートベルト１０４にプリテンションを与えてシートベルト１０４による乗員拘束を迅速に行う。また、リトラクタ１０３は、例えば、タング１０７とバックル１０８との連結が解除された時にモータ１０３ａを作動してシートベルト１０４をスプールで巻き取る。リトラクタ１０３は、例えば、モータ１０３ａを作動してシートベルト１０４の張力をドライビングシチュエーション（車両の状態）に応じて調整することで、シートベルト１０４による乗員の拘束性やシートベルト１０４の装着時の快適性をそれぞれ向上させる。

車両の状態とは、例えば、シートベルト１０４の引き出しの有無、乗員１１１の有無、車両の走行速度、車両の加速度、ステアリング操作、アクセル操作、ブレーキ操作、バックル１０８の操作、ドア操作、乗員が操作可能な車載の選択スイッチの操作入力などを表す状態をいう。

ショルダーアンカー１０６は、シートベルト１０４が挿通するベルト挿通具の一例であり、リトラクタ１０３から引き出されたシートベルト１０４を乗員１１１の肩部の方へガイドする部材である。ショルダーアンカー１０６は、シート１０２又はシート１０２の近傍の車体に固定される。

タング１０７は、シートベルト１０４が挿通するベルト挿通具の一例であり、ショルダーアンカー１０６によりガイドされたシートベルト１０４にスライド可能に取り付けられた部品である。

バックル１０８は、シートベルト１０４に取り付けられるタング１０７の平面状の係止部が挿抜される部品であり、タング１０７が着脱可能に連結される。バックル１０８は、例えば、シート１０２又はシート１０２の近傍の車体に固定される。

タング１０７がバックル１０８に連結された状態で、ショルダーアンカー１０６とタング１０７との間のシートベルト１０４の部分が、乗員１１１の胸部及び肩部を拘束するショルダーベルト部１０９である。タング１０７がバックル１０８に連結された状態で、ベルトアンカー１０５とタング１０７との間のシートベルト１０４の部分が、乗員１１１の腰部を拘束するラップベルト部１１０である。

図２は、本開示に係る一実施形態におけるシートベルトリトラクタの構成を例示するブロック図である。図２に示すリトラクタ１及びモータ１２は、それぞれ、図１に示すリトラクタ１０３及びモータ１０３ａに対応する。リトラクタ１は、例えば、スプール４、回転体５２、第１のＥＡ機構５３、ロック機構６、動力伝達機構２１、第２のＥＡ機構５４及びストッパー５７を備えるシートベルトリトラクタである。

スプール４は、不図示のフレームに回転可能に支持され、シートベルト１０４を引き出し可能に巻き取る部材である。

回転体５２は、スプール４と共に回転可能な部材であり、ストッパー５７によりロックされるまでスプール４と共に回転する。

ロック機構６は、非作動時にスプール４の回転を許容し、作動時にシートベルト１０４の引き出し方向へのスプール４の回転を阻止する。ロック機構６は、作動時に第１のＥＡ機構５３をロックすることによりシートベルト１０４の引き出し方向へのスプール４の回転を阻止する。

第１のＥＡ機構５３は、シートベルト１０４の引き出し方向へのスプール４の回転とロック機構６による回転阻止とにより変形する。第１のＥＡ機構５３は、シートベルトに作用する荷重を制限して乗員のエネルギーを吸収緩和する第１のエネルギー吸収機構の一例である。第１のＥＡ機構５３は、回転体５２に相対回転不能に連結する。第１のＥＡ機構５３は、ロック機構６によりロックされた状態で、スプール４及び回転体５２がシートベルトの引き出し方向に回転すると、変形する。

動力伝達機構２１は、例えば、回転体５２を回転させるモータ１２を有する。動力伝達機構２１は、第１のＥＡ機構５３の変形により発生する第１の荷重（以下、ベース荷重ＢＮとも称する）に、モータ１２の出力により発生する第２の荷重（以下、アシスト荷重ＡＮとも称する）を付加する。モータ１２の出力軸の回転を減速して伝達する減速機構５１の個数は、一つでも複数でもよい。図２には、一つの減速機構５１が示されている。回転体５２は、減速機構を備えてもよい。ベース荷重ＢＮ及びアシスト荷重ＡＮは、緊急時にシートベルト１０４の引き出しを制限する荷重（ＥＡ荷重）に寄与する。リトラクタ１は、緊急時に、シートベルト１０４の引き出しをＥＡ荷重で制限することで、シートベルト１０４に作用する荷重を緩和する。

第２のＥＡ機構５４は、スプール４及び回転体５２に相対回転不能に連結する。第２のＥＡ機構５４は、ＥＡ荷重の増大を、自身の変形により制限する。第２のＥＡ機構５４は、スプール４がシートベルト１０４の引き出し方向に回転することで、自身に作用する荷重が設定値に達すると、変形する。第２のＥＡ機構５４は、シートベルトに作用する荷重を制限して乗員のエネルギーを吸収緩和する第２のエネルギー吸収機構の一例である。

ストッパー５７は、非作動時に回転体５２の回転を許容し、作動時に回転体５２をロックする部材である。ストッパー５７は、回転体５２をロックすることにより、回転体５２の回転を阻止する。

次に、車両の衝突等の緊急時の動作の一例について説明する。

緊急時、プリテンショナ８とモータ１２との少なくとも一方の作動により、スプール４をベルト巻き取り方向に回転させることによって、シートベルト１０４はスプール４に強く巻き取られる。モータ１２の出力は、減速機構５１及びクラッチ２５を介して回転体５２に伝達することで、回転体５２は回転し、回転体５２の回転に伴ってスプール４はベルト巻き取り方向に回転する。その後、乗員が慣性により前方に移動することによって、シートベルト１０４はスプール４から引き出されようとする。この際、ロック機構６の作動により第１のＥＡ機構５３がロックされるので、第１のＥＡ機構５３に相対回転不能に連結する回転体５２の回転は阻止され、回転体５２の回転が阻止されることで、スプール４のベルト引き出し方向への回転が阻止される。しかしながら、スプール４は回転体５２と共にベルト引き出し方向に回転しようとするので、シートベルト１０４の引き出し方向へのスプール４及び回転体５２の回転とロック機構６による回転阻止とにより、第１のＥＡ機構５３は変形する。第１のＥＡ機構５３の変形により生ずるＥＡ荷重で、スプール４からのシートベルト１０４の引き出しが制限されるので、乗員のエネルギーは、第１のＥＡ機構５３の変形により吸収緩和される。

図３は、スプール４のストロークに対するＥＡ荷重の変化を例示する図である。横軸は、ロック機構６によるロックが作動してからスプール４がベルト引き出し方向に相対回転する量（ストローク）を表し、縦軸は、リトラクタ１により発生するＥＡ荷重（"制限荷重ＬＮ"とも称する）を表す。

図３に示すように、動力伝達機構２１は、第１のＥＡ機構５３の変形により発生するベース荷重ＢＮに、モータ１２の出力により発生するアシスト荷重ＡＮを上乗せすることによって、制限荷重ＬＮを生成する。制限荷重ＬＮは、ベース荷重ＢＮとアシスト荷重ＡＮとの和に略等しい。

制限荷重ＬＮが上限荷重Ｌｂに達していない状態では、アシスト荷重ＡＮがベース荷重ＢＮにそのまま上乗せされる。上限荷重Ｌｂは、第２のＥＡ機構５４による第２の制限荷重Ｎ２によって決まる。第１の制限荷重Ｎ１は、モータ１２と回転体５２との間の力の伝達がクラッチ２５のオフ等により遮断されている状態で、第１のＥＡ機構５３の変形により発生させることが可能な最大荷重である。第２の制限荷重Ｎ２は、第２のＥＡ機構５４の変形により発生させることが可能な最大荷重である。一方、制限荷重ＬＮは、何らかの理由で過大になっても、波形ｃに示されるように、上限荷重Ｌｂを超えないように制限されるので、過大な荷重がシートベルト１０４に作用することを防止できる。

また、リトラクタ１は、モータ１２を制御することによってアシスト荷重ＡＮを調整する制御部１０（図２参照）を備えることにより、制限荷重ＬＮを上限荷重Ｌｂ以下の範囲でフレキシブルに調整できる。

例えば、制御部１０は、アシスト荷重ＡＮの立ち上がり速度をモータ１２の制御により調整することによって、図３の波形ｄ，ｅに示されるように、制限荷重ＬＮの立ち上がり速度を調整できる。波形ｄは、アシスト荷重ＡＮの立ち上がり速度が速くなるようにモータ１２を制御する場合を示し、波形ｅは、アシスト荷重ＡＮの立ち上がり速度が遅くなるようにモータ１２を制御する場合を示す。

また、例えば、制御部１０は、モータ１２を制御することによって、ベース荷重ＢＮに付加するプラスのアシスト荷重ＡＮを増減させてもよい。これにより、図３の波形ｆ，ｇ，ｈに示されるように、第１の制限荷重Ｎ１から上限荷重Ｌｂまでの範囲内で制限荷重ＬＮを増減させることができる。また、制御部１０は、モータ１２を止めてアシスト荷重ＡＮを零にすることによって、制限荷重ＬＮを第１の制限荷重Ｎ１に調整できる。また、制御部１０は、ベース荷重ＢＮにマイナスのアシスト荷重ＡＮが付加されるようにモータ１２を制御することによって、制限荷重ＬＮを第１の制限荷重Ｎ１よりも低く調整できる。例えば、制御部１０は、ベース荷重ＢＮに付加するマイナスのアシスト荷重ＡＮをモータ１２の制御により増減させることによって、制限荷重ＬＮを第１の制限荷重Ｎ１よりも低い範囲で増減できる。

このように、制御部１０は、上限荷重Ｌｂ以下の範囲内でフレキシブルな制限荷重ＬＮをモータ１２の制御により生成できる。したがって、例えば、制御部１０は、衝突条件や乗員の体格に応じて、適切な制限荷重ＬＮを発生させることが可能となる。

また、モータ１２と回転体５２との間の力の伝達がクラッチ２５のオフや動力伝達機構２１の故障等により遮断されている場合、アシスト荷重ＡＮは、ベース荷重ＢＮに付加されない。このような場合でも、回転体５２がストッパー５７によりロックされると、制限荷重ＬＮを、波形ｉのように、上限荷重Ｌｂを上限に制限できる。また、ベース荷重ＢＮとアシスト荷重ＡＮとの和が何らかの理由により過大になる場合がある。このような場合でも、回転体５２がストッパー５７によりロックされると、制限荷重ＬＮを、波形ｊ，ｋのように、上限荷重Ｌｂを上限に制限できる。つまり、これらのような場合では、シートベルト１０４に作用する荷重を上限荷重Ｌｂで制限できるので、過大な荷重がシートベルト１０４に作用することを防止できる。ストローク量Ｓｓは、ストッパー５７が回転体５２のロックを開始する回転量としてストッパー５７により予め設定された回転量に対応する量である。

このように、リトラクタ１によれば、ＥＡ荷重をフレキシブルに調整できる。

次に、図２に示す構成について、より詳細に説明する。

モータ１２とスプール４は、第２のＥＡ機構５４を介して相互に接続されることが好ましい。これにより、モータ１２の動力は第２のＥＡ機構５４を介してスプール４に伝達されるので、アシスト荷重ＡＮの大きさを第２のＥＡ機構５４による第２の制限荷重Ｎ２以下に精度良く制限できる。

減速機構５１は、モータ１２の出力軸１２ａの回転を減速して回転体５２に伝達する。

また、動力伝達機構２１は、回転体５２からモータ１２への力の伝達を遮断し、モータ１２から回転体５２への力の伝達を許容するクラッチ２５を有することが好ましい。回転体５２からモータ１２への力の伝達を遮断するクラッチ２５を設けることで、例えば、衝突時のプリテンショナ８によるシートベルト１０４の強大な巻き取りトルクが、スプール４と共に回転する回転体５２を介して、モータ１２に伝達することを防止できる。また、回転体５２とモータ１２の出力軸とが減速機構５１を介して連結していると、乗員がシートベルト１０４をリトラクタ１から引き出す又はリトラクタ１に巻き取らせる操作をする時に、モータ１２の負荷が、シートベルト１０４を操作する乗員に伝わってしまう。その結果、乗員はスムーズにシートベルト１０４を引き出す又は巻き取らせることができず、乗員に不快感を与えるおそれがある。これに対し、クラッチ２５は、スプール４から回転体５２を介してモータ１２への回転力の伝達を遮断し、モータ１２から回転体５２を介してスプール４へ回転力を伝達するワンウェイクラッチである。よって、スプール４から回転体５２を介してモータ１２への回転力の伝達がクラッチ２５により遮断されるので、乗員がスムーズにシートベルト１０４をリトラクタ１から引き出す又はリトラクタ１に巻き取らせることが可能になる。

クラッチ２５は、モータ１２の出力軸１２ａの回転が停止している状態で回転体５２から出力軸１２ａへの力の伝達を遮断し、出力軸１２ａが回転している状態で出力軸１２ａから回転体５２への力の伝達を許容する。これにより、制御部１０がモータ１２を作動させて出力軸１２ａを回転させることにより、クラッチ２５をオンにできる（出力軸１２ａから回転体５２への力の伝達を許容できる）。一方、制御部１０がモータ１２を停止させて出力軸１２ａの回転を停止させることにより、クラッチ２５をオフにできる（回転体５２から出力軸１２ａへの力の伝達を遮断できる）。つまり、制御部１０は、アシスト荷重ＡＮを付加する動作に同期してクラッチ２５をオンにできる。

次に、リトラクタ１の具体的な構成について説明する。

図４は、第１の実施形態におけるシートベルトリトラクタの正面図である。図５は、第１の実施形態におけるシートベルトリトラクタの右側面図である。図６は、第１の実施形態におけるシートベルトリトラクタの左側面図である。図７は、第１の実施形態におけるシートベルトリトラクタの切断面を矢視Ａ－Ａ（図６参照）で示す図である。図８は、第１の実施形態におけるシートベルトリトラクタの分解斜視図である。

図４～８に示すリトラクタ１Ａは、シートベルトリトラクタの一例であり、図２に示すリトラクタ１の一具体例である。リトラクタ１Ａは、第１のＥＡ機構５３の一例である第１のＥＡ機構５３Ａ及び第２のＥＡ機構５４の一例である第２のＥＡ機構５４Ａを備える。第１のＥＡ機構５３Ａは、回転体５２とロック機構６との間に設けられるトーションバー７の変形により、ベース荷重ＢＮを発生させる。第２のＥＡ機構５４Ａは、回転体５２とスプール４との間に設けられるトーションバー３０の変形により、制限荷重ＬＮの増大を制限する。トーションバー７は、第１のＥＡ部材の一例であり、トーションバー３０は、第２のＥＡ部材の一例である。以下、図４～８を参照して、リトラクタ１Ａの構成について説明する。

リトラクタ１Ａは、フレーム２、スプール４、回転体５２、第１のＥＡ機構５３Ａ、ビークルセンサ５、ロック機構６、動力伝達機構２１Ａ、リターンスプリング６５、第２のＥＡ機構５４Ａ及びストッパー５７を備える。

フレーム２は、スプール４を回転可能に収容し、リトラクタ１Ａの骨格を形成する筐体である。フレーム２は、例えば、対峙する一対の側面部２ｂ，２ｃと、側面部２ｂ，２ｃを連結する背面部２ａと、を有する。側面部２ｂの外側（つまり、側面部２ｂに対してスプール４の側とは反対側）には、ロック機構６が配置されている。一対の側面部２ｂ，２ｃは、それぞれ、円形状（略円形状を含む）の開口を有する。

スプール４は、フレーム２の一対の側面部２ｂ，２ｃの各開口と同心（略同心を含む）に且つ回転可能に支持され、シートベルト１０４を巻き取る巻き取り部材である。

回転体５２は、スプール４と共に回転可能な部材であり、ストッパー５７によりロックされるまでスプール４と共に回転する。この例では、回転体５２は、ストッパー５７によりロックされるまではスプール４と一体に回転し、且つ、ストッパー５７によりロックされた後はスプール４が回転体５２に対して相対回転する程度の嵌め合い力で、筒状のスプール４の内壁に嵌まっている。回転体５２は、外歯５２ａが形成されたフランジを有する筒状のシャフトギアである。

第１のＥＡ機構５３Ａは、回転体５２に相対回転不能に連結するトーションバー７を有する。トーションバー７は、第１のトーションバーの一例である。トーションバー７は、回転体５２に相対回転不能に連結する第１連結部１５と、ロック機構６によりロックされる第２連結部１６と、を有する。これらの連結部は、軸方向に互いに離れた箇所に設けられている。この例では、第１連結部１５は、筒状の回転体５２の内壁に相対回転不能に連結し、第２連結部１６は、ロッキングベース１７の筒状部１７ａの内壁に相対回転不能に連結する。

トーションバー７は、第２連結部１６から軸方向に突出する先端部７ａを有する。先端部７ａは、ロッキングベース１７を貫通し、ベアリングキャップ６２を介して、リテーナ６１に回転可能に支持される。リテーナ６１は、フレーム２の側面部２ｂに固定される。

ビークルセンサ５は、車両の挙動変化（具体的には、車両の挙動変化に伴って生ずる車両の加減速や傾きの急激な変化）を検出する検出機構の一例である。ビークルセンサ５は、例えば、緊急時に発生する車両減速度で移動する球体と、球体の移動によって作動する係止爪とを有する。

ロック機構６は、シートベルト１０４の引き出し方向へのスプール４の回転をロックするロック動作を行う。ロック機構６は、ロックギア１４と、ロッキングベース１７とを備える。ロックギア１４は、フレーム２の側面部２ｂから外側へ突出するトーションバー７の先端部７ａに、トーションバー７に対して相対回動可能に嵌まっている。先端部７ａは、トーションバー７に軸方向に接続されるシャフト等の別部材でもよいし、トーションバー７自体の一部でもよい。ロッキングベース１７は、後述の第２連結部１６に一体回転可能に支持されかつパウルを揺動可能に保持する。ロッキングベース１７は、ロッキング部材の一例であり、通常時にスプール４及び回転体５２と共に回転し且つ作動時にスプール４のシートベルト１０４の引き出し方向への回転を阻止する。ロックギア１４の外周には、ラチェット歯１４ａが形成されている。

ロックギア１４は、通常時は、トーションバー７と一体回転する。一方、前述の緊急時は、ビークルセンサ５の球体が作動して、係止爪がラチェット歯１４ａに係合する。これにより、シートベルト１０４の引き出し方向へのロックギア１４の回転が阻止（ロック）される。ロックギア１４の回転がロックされると、ロッキングベース１７とロックギア１４との間に相対回転が生じて、ロッキングベース１７に設けられたパウルが回転し、回転したパウルは、側面部２ｂに設けられた内歯２ｂａに係合する。これにより、ロッキングベース１７の回転が停止し、シートベルト１０４の引き出し方向へのスプール４及び回転体５２の回転も阻止される。

動力伝達機構２１Ａは、図２に示す動力伝達機構２１の一例である。動力伝達機構２１Ａは、モータ１２、リテーナ２８、減速機構５１、ギアケース２９及びクラッチ２５を備える。

モータ１２は、スプール４及び回転体５２を回転させる動力を発生する。モータ１２は、リテーナ２８に固定される。

リテーナ２８は、モータ１２の出力軸１２ａが貫通する貫通孔２８ａと、クラッチ２５のドライブギア２３を回転可能に保持する保持面２８ｂとを有する。

減速機構５１は、モータギア２０及びコネクトギア２２を有し、モータ１２の出力軸１２ａの回転を減速して伝達する。

モータギア２０は、モータ１２の出力軸１２ａに一体回転可能に取り付けられている。モータギア２０は、外歯２０ａと、出力軸１２ａが挿入される軸穴２０ｂとを有する。

コネクトギア２２は、モータギア２０の外歯２０ａに常時噛み合う外歯２２ａと、ギアケース２９から突出するボスが挿入される軸穴２２ｂとを有する。外歯２２ａは、外歯２０ａよりも多い歯数を有する。コネクトギア２２は、ギアケース２９から突出する軸を中心に回転する。

ギアケース２９は、アイドルギア２６を回転可能に保持するボスと、クラッチギア２４を回転可能に保持するボスとを有する。

アイドルギア２６は、回転体５２の外歯５２ａとクラッチギア２４の外歯２４ａの両方と常時噛み合う外歯２６ａと、ギアケース２９のボスが挿入される軸穴２６ｂとを有する。

クラッチ２５は、ドライブギア２３と、ドライブギア２３と同軸に回転可能に支持されるクラッチギア２４と、ドライブギア２３に設けられる一対のクラッチパウル４１と、一対のクラッチパウル４１を付勢する一対のクラッチスプリング４２とを有する。

ドライブギア２３は、モータ１２の力がモータギア２０及びコネクトギア２２を介して伝達され、モータ１２の出力軸１２ａの回転に従って回転する。

クラッチギア２４は、ドライブギア２３と同軸に回転可能に支持され、アイドルギア２６を介して回転体５２と連結する。

ドライブギア２３の回転が停止している状態では、クラッチパウル４１は、クラッチスプリング４２の付勢力に従ってクラッチギア２４のラチェット内歯と係合しない位置に保持される。

一方、モータ１２の出力軸１２ａが回転している状態では、モータギア２０及びコネクトギア２２の回転により、ドライブギア２３も回転している。ドライブギア２３が回転すると、クラッチパウル４１に遠心力が働く。

ドライブギア２３が出力軸１２ａの回転によりシートベルト１０４の巻き取り方向に対応する方向に回転すると、クラッチパウル４１は、クラッチスプリング４２の付勢力に抗いながら、その遠心力により移動する。遠心力により移動したクラッチパウル４１は、クラッチギア２４のラチェット内歯と係合する。逆に、ドライブギア２３が出力軸１２ａの回転によりシートベルト１０４の引き出し方向に対応する方向に回転すると、クラッチパウル４１は、その遠心力が働いても、ドライブギア２３のストッパーによってクラッチギア２４のラチェット内歯に近づく方向への移動が規制される。よって、クラッチパウル４１とラチェット内歯との係合が阻止される。

したがって、ドライブギア２３が出力軸１２ａの回転によりシートベルト１０４の巻き取り方向に対応する方向に回転している状態では、クラッチパウル４１がラチェット内歯と係合した状態が維持される。この係合状態では、出力軸１２ａの回転動力は、モータギア２０、コネクトギア２２、クラッチギア２４、アイドルギア２６、回転体５２の順路で伝達される。したがって、このような係合状態では、出力軸１２ａの回転力は、スプール４に伝達されるので、シートベルト１０４はスプール４に巻き取られる。

一方、ドライブギア２３が出力軸１２ａの回転によりシートベルト１０４の引き出し方向に対応する方向に回転している状態では、クラッチパウル４１がラチェット内歯と係合しない状態が維持される。また、出力軸１２ａの回転が停止している状態では、ドライブギア２３の回転は停止しているので、クラッチパウル４１がラチェット内歯と係合しない状態が維持される。これらの非係合状態では、スプール４の回転軸の回転力は、回転体５２、アイドルギア２６、クラッチギア２４の順路で伝達するが、ドライブギア２３には伝達されない。したがって、これらのような非係合状態では、スプール４の回転軸の回転力は、出力軸１２ａには伝達されない。つまり、スプール４の回転軸から出力軸１２ａへの回転力の伝達は遮断される。

このように、クラッチ２５は、回転体５２からモータ１２への回転力の伝達を遮断し、モータ１２から回転体５２へ回転力を伝達するワンウェイクラッチである。よって、スプール４からモータ１２への回転力の伝達がクラッチ２５により遮断されるので、乗員１１１がスムーズにシートベルト１０４をリトラクタ１から引き出す又はリトラクタ１に巻き取らせることが可能になる。

リターンスプリング６５は、スプール４がシートベルト１０４の巻き取り方向に回転するようにスプール４を付勢する。リターンスプリング６５は、側面部２ｃに固定されるスプリングケース６６に収納されている。

第２のＥＡ機構５４Ａは、回転体５２に相対回転不能に連結するトーションバー３０を有する。トーションバー３０は、第２のトーションバーの一例である。トーションバー３０は、スプール４に相対回転不能に連結する第３連結部１８と、回転体５２に相対回転不能に連結する第４連結部１９と、を有する。これらの連結部は、軸方向に互いに離れた箇所に設けられている。この例では、第３連結部１８は、筒状のスプール４の内壁に相対回転不能に連結し、第４連結部１９は、筒状の回転体５２の内壁に相対回転不能に連結する。

トーションバー３０は、第３連結部１８から軸方向に突出する先端部３０ａを有する。先端部３０ａは、ブッシュナット６４を介して、スプリングケース６６に回転可能に支持される。トーションバー３０は、トーションバー７の径よりも太い径を有する。トーションバー３０は、トーションバー７と同軸上に配置されている。

ストッパー５７は、非作動時に回転体５２の回転を許容し、作動時に回転体５２をロックする環状部材である。ストッパー５７は、筒状の回転体５２の内側に配置され、回転体５２に対して相対回転不能に回転体５２の内壁に連結されている。

次に、車両の衝突等の緊急時のリトラクタ１Ａの各部の動きについて説明する。図９は、リトラクタ１Ａの内部構造の一部の正面図である。図１０は、ストッパー５７の作動前の状態を矢視Ｂ－Ｂ（図９参照）で示す断面図である。図１１は、ストッパー５７の作動後の状態を矢視Ｂ－Ｂ（図９参照）で示す断面図である。

図１０において、第１のＥＡ機構５３Ａは、ロック機構６が作動すると、ロッキングベース１７の回転がロックされることにより、トーションバー７は、第２連結部１６でロックされる。これにより、スプール４がシートベルト１０４の引き出し方向に回転することで、回転体５２は、スプール４と共に回転する。トーションバー７は、回転体５２に相対回転不能に圧入等により第１連結部１５で連結しているので、ねじれ変形し始める。

ストッパー５７は、第１のＥＡ機構５３Ａのトーションバー７のねじれ変形が所定の変形量に達すると、回転体５２をロックするように作動する。ストッパー５７は、自身の回転が設定回転量に達すると、回転体５２をロックするように作動してもよい。第２のＥＡ機構５４Ａのトーションバー３０は、回転体５２がストッパー５７によりロックされた状態で、スプール４がシートベルト１０４の引き出し方向に回転することで、ねじれ変形し始める。トーションバー３０は、回転体５２に相対回転不能に圧入等により第４連結部１９で連結しているからである。トーションバー３０は、自身に作用する荷重が設定値に達すると、ねじれ変形し始める。

ストッパー５７は、回転体５２の回転に依存して作動する。この例では、ストッパー５７は、回転体５２の回転に依存して回転する仕組みを有し、予め設定された回転量（設定回転量）に達すると、回転体５２をロックするように作動する。ストッパー５７の回転は、設定回転量に達すると停止する。ストッパー５７は回転体５２に対して相対回転不能に連結されているので、回転体５２の回転は、ストッパー５７の回転が停止することで、ロックされる。

この例では、ストッパー５７は、回転体５２の回転軸６７を中心に回転しながら回転軸６７に沿って移動する。回転体５２は、スプール４と同軸上に配置されている。ロッキングベース１７の筒状部１７ａに、雄ねじが形成され、ストッパー５７の内面には、雌ねじが形成されている。これにより、ストッパー５７は、回転体５２と共に回転しながら、筒状部１７ａの軸方向（回転軸６７）に沿って移動する（図１１参照）。ストッパー５７の回転及び移動は、例えば図１１に示すように、ロック機構６のロッキングベース１７に到達すると停止する。回転体５２は、ストッパー５７の回転及び移動が停止することでロックされる。

回転体５２がロックされることにより、スプール４のみが回転し、第２のＥＡ機構５４Ａのトーションバー３０は、ねじれ変形し始める。

このように、第２のＥＡ機構５４Ａのトーションバー３０は、回転体５２がストッパー５７によりロックされた状態で、スプール４が引き出し方向に回転し、自身に作用する荷重が前記設定値に達すると、変形する。これにより、シートベルト１０４に作用する荷重は、第２のＥＡ機構５４Ａのトーションバー３０の変形によるＥＡ荷重で制限されるので、シートベルト１０４が作用する荷重が過大になることを抑制できる。例えば、第１のＥＡ機構５３Ａのトーションバー７が変形し且つモータ１２から回転体５２への力が伝達している状態で、第２のＥＡ機構５４Ａのトーションバー３０に作用する荷重が設定値に達すると、第２のＥＡ機構５４Ａのトーションバー３０は変形する。

なお、上記の構造を有するリトラクタ１Ａによれば、第２のＥＡ機構５４Ａのトーションバー３０は、回転体５２がストッパー５７にロックされていない状態で、スプール４が引き出し方向に回転し、自身に作用する荷重が前記設定値に達しても、変形する。例えば、第２のＥＡ機構５４Ａのトーションバー３０は、回転体５２がストッパー５７にロックされていない状態で、第１のＥＡ機構５３Ａのトーションバー７の変形とモータ１２の出力とにより生ずる荷重が設定値に達しても、変形する。

また、リトラクタ１Ａでは、モータ１２の出力軸１２ａと回転体５２との間の動力伝達経路には、クラッチ２５が搭載されている。クラッチ２５が作動した場合、回転体５２にモータ１２の出力軸１２ａが複数のギアを介して連結される。クラッチ２５が作動していない場合は、モータ１２の出力により生ずる荷重は、回転体５２及びスプール４に伝達されない。

また、リトラクタ１Ａによれば、第１のＥＡ機構５３ＡによるＥＡ荷重を確保した上で、モータ１２によるＥＡ荷重が何らかの異常で発生しない場合でも、ストッパー５７が作動することにより、第２のＥＡ機構５４ＡによるＥＡ荷重を発生させることが可能となる。これにより、例えば、比較的衝突エネルギーが高い衝突時に、モータ１２によるＥＡ荷重が発生しない場合でも、乗員をより適正に拘束できる。

リトラクタ１Ａは、スペーサ６３を備えてもよい。ストッパー５７がロッキングベース１７の筒状部１７ａの軸方向に沿って移動できるように、ストッパー５７と回転体５２との間に所定の隙間が設定されている。そのため、ストッパー５７と回転体５２との間で、がたつきが生じるおそれがある。そこで、この隙間を例えば樹脂製のスペーサ６３で埋めることによって、がたつきが生じるのを防止できる。

以上、実施形態を説明したが、本開示の技術は上記実施形態に限定されない。他の実施形態の一部又は全部との組み合わせや置換などの種々の変形及び改良が可能である。

１，１Ａ リトラクタ
２ フレーム
４ スプール
５ ビークルセンサ
６ ロック機構
７ トーションバー
８ プリテンショナ
１０ 制御部
１２ モータ
１４ ロックギア
１５ 第１連結部
１６ 第２連結部
１７ ロッキングベース
１８ 第３連結部
１９ 第４連結部
２０ モータギア
２１ 動力伝達機構
２２ コネクトギア
２３ ドライブギア
２４ クラッチギア
２５ クラッチ
２６ アイドルギア
２８ リテーナ
２９ ギアケース
３０ トーションバー
４１ クラッチパウル
５１ 減速機構
５２ 回転体
５３ 第１のＥＡ機構
５４ 第２のＥＡ機構
５７ ストッパー
６１ リテーナ
６２ ベアリングキャップ
６３ スペーサ
６４ ブッシュナット
６５ リターンスプリング
６６ スプリングケース
６７ 回転軸

Claims (20)

1. シートベルトを巻き取るスプールと、
   前記スプールと共に回転可能な回転体と、
   前記回転体に相対回転不能に連結する第１のエネルギー吸収機構と、
   作動時に前記第１のエネルギー吸収機構をロックするロック機構と、
   前記回転体を回転させるモータと、
   前記スプール及び前記回転体に相対回転不能に連結する第２のエネルギー吸収機構と、
   作動時に前記回転体をロックするストッパーと、を備え、
   前記第１のエネルギー吸収機構は、前記ロック機構によりロックされた状態で、前記スプール及び前記回転体が前記シートベルトの引き出し方向に回転すると、変形し、
   前記第２のエネルギー吸収機構は、前記スプールが前記引き出し方向に回転することで、自身に作用する荷重が設定値に達すると、変形する、シートベルトリトラクタ。
2. 前記第２のエネルギー吸収機構は、前記回転体が前記ストッパーによりロックされた状態で、前記スプールが前記引き出し方向に回転し、自身に作用する荷重が前記設定値に達すると、変形する、請求項１に記載のシートベルトリトラクタ。
3. 前記第２のエネルギー吸収機構は、前記回転体が前記ストッパーによりロックされてない状態で、前記スプールが前記引き出し方向に回転し、自身に作用する荷重が前記設定値に達すると、変形する、請求項１又は２に記載のシートベルトリトラクタ。
4. 前記ストッパーは、前記第１のエネルギー吸収機構の変形が所定の変形量に達すると、前記回転体をロックするように作動する、請求項１から３のいずれか一項に記載のシートベルトリトラクタ。
5. 前記ストッパーは、前記回転体の回転に依存して作動する、請求項１から４のいずれか一項に記載のシートベルトリトラクタ。
6. 前記ストッパーは、前記回転体の回転に依存して回転する、請求項５に記載のシートベルトリトラクタ。
7. 前記ストッパーは、自身の回転が設定回転量に達すると、前記回転体をロックするように作動する、請求項６に記載のシートベルトリトラクタ。
8. 前記ストッパーの回転は、前記設定回転量に達すると停止し、
   前記回転体は、前記ストッパーの回転が停止することでロックされる、請求項７に記載のシートベルトリトラクタ。
9. 前記ストッパーは、前記回転体の回転軸を中心に回転しながら前記回転軸に沿って移動する、請求項６から８のいずれか一項に記載のシートベルトリトラクタ。
10. 前記ストッパーの回転及び移動は、前記ロック機構に到達すると停止し、
    前記回転体は、前記ストッパーの回転及び移動が停止することでロックされる、請求項９に記載のシートベルトリトラクタ。
11. 前記回転体は、前記スプールと同軸上に配置されている、請求項１から１０のいずれか一項に記載のシートベルトリトラクタ。
12. 前記回転体は、前記ストッパーによりロックされるまで前記スプールと共に回転する、請求項１から１１のいずれか一項に記載のシートベルトリトラクタ。
13. 前記回転体から前記モータへの力の伝達を遮断し、前記モータから前記回転体への力の伝達を許容するクラッチを備える、請求項１から１２のいずれか一項に記載のシートベルトリトラクタ。
14. 前記第１のエネルギー吸収機構は、前記回転体に相対回転不能に連結する第１のトーションバーを有する、請求項１から１３のいずれか一項に記載のシートベルトリトラクタ。
15. 前記第１のトーションバーは、前記回転体に相対回転不能に連結する第１連結部と、前記ロック機構にロックされる第２連結部とを有する、請求項１４に記載のシートベルトリトラクタ。
16. 前記第２のエネルギー吸収機構は、前記回転体に相対回転不能に連結する第２のトーションバーを有する、請求項１４又は１５に記載のシートベルトリトラクタ。
17. 前記第２のトーションバーは、前記第１のトーションバーと同軸上に配置されている、請求項１６に記載のシートベルトリトラクタ。
18. 前記第２のトーションバーは、前記スプールに相対回転不能に連結する第３連結部と、前記回転体に相対回転不能に連結する第４連結部と、を有する、請求項１６又は１７に記載のシートベルトリトラクタ。
19. 前記モータを制御する制御部を備える、請求項１から１８のいずれか一項に記載のシートベルトリトラクタ。
20. 請求項１から１９のいずれか一項に記載のシートベルトリトラクタと、前記シートベルトと、前記シートベルトに取り付けられるタングと、前記タングが着脱可能に係合されるバックルとを備える、シートベルト装置。

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